Ensayo de Maquinas Eléctricas I. . CONSTRUCCIÓN DE MAQUINAS DE CORRIENTE CONTINUA Resumen A continuación muestra de manera general en que consiste la construcción de una maquina de CC, sus partes principales y que función desempeñan cada uno en la maquina de CC. remonta a hace casi 200 años, cuando el descubrimientos de los fenómenos de inducción electromagnética permitió la construcción de las primeras máquinas eléctricas. INTRODUCCION Todos aquellos dispositivos que producen o utilizan energía eléctrica, tanto alterna como continua, se engloban bajo la denominación de máquinas eléctricas. Su origen se DESARROLLO Máquina Eléctrica es todo conjunto de mecanismos capaces de generar, aprovechar o transformar la energía eléctrica. Esta 1 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA – SEDE CUENCA Ensayo de Maquinas Eléctricas I. . definición nos sirve para clasificar las máquinas según la función que realizan. Así, tendremos: a) Generadores: Máquinas capaces de transformar cualquier clase de energía no eléctrica, generalmente mecánica, en energía eléctrica. Si la corriente generada es continua el generador se denomina dinamo, mientras que si es alterna se denomina alternador. b) Transformadores: Máquinas que modifican algunas de las características de la energía eléctrica, pero sin transformarla en ningún otro tipo de energía. Según el número de fases de la corriente tendremos transformadores monofásicos y trifásicos. c) Motores: Máquinas que aprovechan la energía eléctrica y la transforman en energía mecánica. Los motores pueden ser tanto de corriente continua como de corriente alterna, y dentro de estos podemos tener motores monofásicos y motores trifásicos. Desde un punto de vista mecánico, las máquinas eléctricas se pueden clasificar en: a) Estáticas: Si no disponen de partes móviles, destacando dentro de estas los transformadores. b) Rotativas: Son las provistas de elementos giratorios, estando dentro de este tipo los generadores, tanto dinamos como alternadores, y los motores eléctricos. El fundamento de todas las máquinas eléctricas se encuentra en los fenómenos de inducción electromagnéticas, por lo que comenzaremos el tema dando una breve introducción a las leyes y principios que rigen las interacciones electromagnéticas. Partes de una maquina de CC Inductor. El inductor es fijo y se sitúa en el estator (parte estática o sin movimiento de la máquina). Está formado por un electroimán de dos polos magnéticos en las máquinas bipolares (Figura 1.7), o de varios pares de polos en las mul-tipolares. Figura 1.7. Culata: pieza de material ferro magnético (hierro, acero, etc.), no rodeada de devanados y que sirve para cerrar el circuito magnético, uniendo los polos de la máquina eléctrica. Polos inductores: son elementos que sobresalen de la culata destinados a obtener el máximo flujo con el mínimo de corriente de excitación. Pueden estar construidos con imanes permanentes, aunque lo normal es que sean electroimanes sujetos a la culata. Estos polos inductores constan de un núcleo de chapa magnética, denominado núcleo polar, sobre el que se arrolla el devanado inductor, y una expansión polar o zapata que es la parte más próxima al inducido y que rodea el entrehierro. El número de polos será siempre par, puesto que el circuito magnético comprende un polo norte u un polo sur, hablándose de máquinas bipolares, tetra polares, etc. según el número de polos con que cuente la máquina. Polos auxiliares: también denominados polos de conmutación, cuya misión es mejorar la conmutación (producción de chispas entre el colector y las escobillas) que será analizada posteriormente. Devanados del sistema inductor: son bobinas situadas alrededor de los polos destinadas a conducir la corriente de excitación. El inducido. El inducido es móvil y se sitúa el rotor (parte que se mueve en sentido giratorio de la máquina). Está compuesto de un núcleo magnético en forma de cilindro y constituido por chapas magnéticas apiladas, con el fin de evitar la pérdida por histéresis y 2 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA – SEDE CUENCA Ensayo de Maquinas Eléctricas I. . corrientes parásitas, donde se bobinan las espiras con conductores de cobre esmaltados, tal como se muestra en la Figura 1.8. El núcleo de chapas dispone de una serie de ranuras donde se alojan los bobinados del inducido. El núcleo queda fijado a un eje, cuyos extremos se deslizan apoyados en cojinetes fijos a la carcasa. De esta forma el inducido se sustenta entre las piezas polares del inductor, pudiendo ser impulsado en un movimiento de rotación rápido. Figura 1.8 El colector. En el eje del inducido se fija el colector de delgas formado por láminas de cobre electrolítico con el fin de poderle conectar los diferentes circuitos del inducido. Las delgas se aíslan del eje y entre sí por hojas de mica (Figura 1.9). Figura 1.9. La corriente se recoge en el colector con la ayuda de dos o varios contactos deslizantes de grafito o de carbón puro, llamados escobillas (Figura 1.10). Figura 1.10 Cada escobilla se monta en un porta escobillas, que asegura la presión de la misma contra el colector mediante muelles (Figura 1.11). Dé las escobillas parten los conductores que se conectan a la placa de bornes de la maquina, de donde se conectarán al circuito exterior. Dada la fricción a la que se somete a las escobillas, se produce un desgaste progresivo de las mismas que limita su vida útil, teniendo que reponerlas cada ciertos períodos de tiempo. Figura 1.11 Bobinados.- Recibe el nombre de bobinado el conjunto formado por las bobinas, comprendiendo en esta expresión tanto los lados activos que están colocados en el interior de las ranuras y las cabezas que sirven para unir los lados activos, como los hilos de conexión que unen las bobinas entre sí como los que unen estas bobinas con el colector o con la placa de bornes. Entrehierro: como se ha señalado, es el espacio comprendido entre las expansiones polares y el inducido. La separación entre ambos elementos suele ser de 1 a 3 mm, es decir, lo mínimo para que no haya rozamiento entre la parte fija y la móvil. Cojinetes.- Son las piezas que sirven de apoyo y fijación del eje del inducido PLACA DE CARACTERISTICAS La máquina eléctrica de corriente continua, al igual que cualquier otra máquina ha de llevar una placa de características, que irá alojada de tal modo que sus datos puedan leerse incluso durante el servicio. Los datos más importantes son: nombre del fabricante, tipo, número y potencia de la máquina, que son ampliados por Ja tensión, corriente continua y revoluciones nominales. En máquinas de corriente continua vienen además los datos de tensión y corriente de excitación. CONCLUSIONES La adquisición de los conocimientos adecuados y necesarios del funcionamiento de las diversas de máquinas de corriente continua, determinan la capacidad de un ingeniero de elegir el generador y/o motor ideal para la satisfacción de los requerimientos de cualquier proceso para los cuales sea necesario la participación de estos equipos. Cada característica en particular, como el tipo de excitación de los distintos sistemas, puede ser el determinante para el uso futuro de los equipos. Cada motor cuenta con características en cuanto a inercia, forma física, costo, velocidad y peso que se adecua a las 3 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA – SEDE CUENCA Ensayo de Maquinas Eléctricas I. . exigencias de los diferentes usos para los que se recomienda (grúas, tracción eléctrica, entre otros). SANJURJO. Rafael. Máquinas eléctricas. Primera Edición. McGraw-Hill. España 1989 REFERENCIAS http://www.vc.ehu.es/ierwww/maqui nas%20el%E9ctricas%20I %20febrero202001.pdf http://www.caib.es/sac/tr/programa_n ormalizados/pdf/moee02.pdf http://personal.redestb.es/jorgecd/ma quinas.html FINK. Donald. Manual de ingeniería eléctrica. Decimotercera edición Tomos II y III McGraw-Hi1l . México. 1996 KOSOW. Irving. Control de máquinas eléctricas. Primera Edición. Editorial Reverté S.A. España 1982 Aquí las partes más importantes de una maquinan de CC 4 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA – SEDE CUENCA